EVAP3

FLUIDOS EN UNA BOMBA DE AGUA

INTRODUCCIÓN

Siempre que tratemos temas como procesos químicos, y de cualquier circulación de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas.

El funcionamiento en si de la bomba será el de un convertidor de energía, o sea, transformará la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido.

MARCO TEÓRICO

En los diferentes procesos existe la necesidad de transportar fluidos (líquidos y gases), de un lugar a otro utilizando ductos o canales. Este movimiento se logra por medio de una transferencia de energía, para ello, los equipos que mas se utilizan para este proceso son las bombas y los compresores.

Se habla de bombeo cuando el fluido es un líquido y de compresión o ventilación cuando el fluido es un gas, sin embargo los principios de funcionamiento de los equipos son básicamente los mismos.

El bombeo es el proceso por el cual se adición de energía cinética y energía potencial a un líquido, para producir movimiento y transportarlo de un punto a otro. Las bombas incrementan la energía mecánica del líquido, aumentando su velocidad, presión o elevación.

Consideraciones generales

·         Si el fluido es un gas va a necesitar de mayor área para su transporte.

·         Si en una bomba ademas del líquido esta entrando gas o vapor la presión con la que sale el líquido se verá afectada, es decir la presión disminuirá.

·         Para escoger el tipo de bomba al momento de transportar un líquido se debe tomar en cuenta la viscosidad del líquido, su densidad, el flujo que queremos transportar y la presión.

·         La presión o altura piezométrica necesitada.

·         Flujo volumétrico

·         Funcionamiento intermitente o continuo.

·         Consideraciones higiénicas.

·         Susceptibilidad del producto a los daños por cizalla.

Bombas

Las bombas son dispositivos que suministran energía mecánica a un liquido para que este fluya, venciendo las fuerzas de fricción. La energía consumida por una bomba va a depender de las siguientes caracteristicas:

·         Altura a través de la cual se eleva el fluido.

·         Presión existente en el punto de descarga.

·         Longitud y diámetro de la tubería.

·         Velocidad de Flujo.

·         Propiedades fisicas del fluido (densidad y viscosidad).

Las bombas se clasifican en tres tipos principales:

·         De émbolo alternativo

·         De émbolo rotativo

·         Rotó dinámicas

Los factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son:

·         Presión última

·         Presión de proceso

·         Velocidad de bombeo

        

      Balance energético de una bomba

De Bernoulli, sabemos que la línea de energía esta dada por la suma de la carga deposición, carga de presión y carga de velocidad.

     

      Al trabajar con fluidos reales, se debe tener en cuenta las pérdidas que se producen por rozamiento con la tubería que contiene el fluido, y por accesorios.

Si aplicamos el Bernoulli al caso de una bomba, hay que hacerlo entre la brida de aspiración (A)y la de impulsión (I),y se debe tener en cuenta la energía que proporciona la bomba al fluido (altura de la bomba, Hb),quedando la ecuación

Todas las alturas (de presión, velocidad, geodésico y de la bomba) se suelen expresar en metros de columna de líquido(m.c.l.).

CURVAS CARACTERISTICAS DE UNA BOMBA

• Altura en función del caudal: H = H(Q)

• Rendimiento en función del caudal: η = η(Q)

• Potencia en función del caudal: P = P(Q)

Las constantes: A,B,C,D y E son proporcionados por el fabricante

Si combinamos la curva de carga del sistema con la curva de potencia de la bomba, obtenemos el punto de intersección de ambas, las características de funcionamiento, es decir el gasto y la altura con las cuales funcionará la bomba.

CONCEPTOS IMPORTANTES

Hay que considerar las siguientes alturas de elevación:

• Altura geométrica de aspiración (Ha): Es la distancia vertical existente entre el eje de la bomba y el nivel inferior del agua.
• Altura geométrica de impulsión (Hi): Es la distancia vertical existente entre el nivel superior del agua(superficie del agua en el depósito de impulsión o el punto de descarga libre de la tubería de impulsión)y el eje de la bomba.
• Altura geométrica de elevación: Es la distancia vertical existente entre los niveles superior e inferior del agua.
• Altura manométrica de aspiración:(Ha+ Hf) Es igual a la altura geométrica de aspiración más las pérdidas de carga en la tubería de aspiración.
• Altura manométrica de impulsión:(Hi+Hf) Es igual a la altura geométrica de impulsión más las pérdidas de carga en la tubería de impulsión.
• Altura manométrica total o altura total de elevación (Hm): Es la suma de las alturas manométricas de aspiración e impulsión.
• Desplazamiento: Es el caudal teórico que entrega la bomba (ejm: gal/min, m³/s, l/s).
• Deslizamiento: Es la pérdida de caudal debido a las curvas del líquido dentro de la bomba.
• Capacidad: Caudal verdadero que produce la bomba y es igual al caudal de desplazamiento menos el caudal de deslizamiento.
• Potencia hidráulica: Es la potencia requerida por la bomba sólo para elevar el líquido.
• Potencia absorbida ó al freno: Es igual a la potencia hidráulica + la potencia consumida para vencer rozamientos.

FORMULAS DE INGENIERÍA PARA FLUIDOS:

- Cálculo de la presión:

  P = F / A

  Donde:

  P es la presión (pascal)

  F es la fuerza (N)

  A es el área (m²)

- Cálculo del caudal de agua:

   Q = V * A

   Donde:

   Q es el caudal (m³/s)

   V es la velocidad (m/s)

   A es el área de la tubería (m²)

- Potencia:
  P = Q * H

  Donde:
  P es la potencia (hp)
  Q es el caudal (lts/min)
  H es la altura (m)

ALGORITMO:

INICIO

Leo(opcion)

Hacer<instruccion>

Mientras<condicion>
do
               -Caso 1

            double Presion

            int Fuerza, Area

            cin>> Fuerza

            cin>> Area

            Caudal = Fuerza / Area

            cout<< Presion

             -Caso 2

           int Caudal, Velocidad, Area de la tuberia

           cin>> Velocidad

           cin>> Area de la tuberia

           Caudal = Velocidad * Area de la tuberia

           cout<< Caudal

              -Caso 3

           int Potencia, Caudal, Altura

           cin>> Caudal

           cin>> Altura

           Potencia = Caudal * Altura 

           cout<< Potencia

while<condicion>

Fin<mientras>

FIN

       

DIAGRAMA DE FLUJO:

CODIFICANDO EN DEV-C++